缩短镜头轴长的通用棱镜装置制造方法及图纸

缩短镜头轴长的通用棱镜装置，属于光学系统技术领域，包括棱镜组件和外壳，棱镜组件包括入射棱镜、出射棱镜、至少一个过渡件和至少两个中间棱镜。本发明专利技术装置采用多个直角棱镜、滤光镜和偏振镜组合，采用模块化设计，组装方便，成本低；实现了集缩减系统轴向尺寸、滤光和可调程度减光的综合功能，还提供了相应的系列组合方式；该装置可以通用在各种成像系统中，用于缩短该成像系统的轴向尺寸，或者积极有效的利用成像系统的周围空间；该装置实现了体积弹性灵活的成像系统，有利于该成像系统具有更好的可达性和便携性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学系统
，特别涉及一种缩短镜头轴长的通用棱镜装置及多单元装 置的结构设计。
技术介绍
在科学研究与闩常生活之中经常运用光学镜头将物体放大或縮小成像。为了实现理想清 晰成像，物距与像距必须满足共轭要求。如果要求放人或縮小很多倍，则物距或像距也会相 应增加许多倍，造成镜头轴向尺寸(简称轴长)变大许多。另一方面，在观察对象光强较大的场合，如焊缝追踪，需要在镜头上加装滤光镜和偏振 镜以减小光强。滤光镜和偏振镜也将是镜头轴长变大。体积变大使得镜头的可达性下降，对T那些需要在较小空间工作的视觉传感器，对镜头 的可达性要求很好，因而需要缩短镜头的轴长。另外，对于需要便携存放和取拿的摄像机来 说，镜头也需要縮小轴长从而减小整体体积，提高便携性。为了縮小镜头轴长，现有的技术方案绝大多数是通过设置一组光轴重合的透镜组合，经 过复杂的成像计算分析，在保证放大或縮小倍数不变的前提下縮短镜头轴向尺寸，这种利用复杂透镜组实现缩短镜头轴长的技术方案存在不足透镜组无法通用在各类的成像系统中， 几乎对每一种特殊的成像系统来说都要重新设计，易产生成像畸变问题，设计难度大，透镜组制造成本昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术的不足之处，提供一种縮短镜头轴长的通用棱镜装置及多 单元装置，该装置可以通用在各种成像系统中，用于縮短该成像系统的轴向距离，实现体积 弹性灵活的成像系统，成本低。本专利技术的技术方案如下一种縮短镜头轴长的通用棱镜单元，其特征在于包括棱镜组件和外壳，所说的棱镜组 件安装在外壳中；外壳上设有与外部器件相连的入射光孔和出射光孔；所说的棱镜组件包括 入射棱镜、出射棱镜、至少一个过渡件和至少两个中间棱镜；所说的入射棱镜、出射棱镜和 所有中间棱镜均为采用折射率大于V^的材料所制成的三角棱镜，具有第一直角面、第二直角 面、斜面、顶面和底面，所说的三角棱镜的底面和顶面为等腰直角三角形；所说的入射光孑L 与入射棱镜的第一直角面相对，所说的出射光孔与出射棱镜的第二直角面相对；所说的出射 棱镜的斜面与入射棱镜的斜面平行；所说的入射棱镜、出射棱镜和所有的中间棱镜通过各自 的直角面依次平行相邻而形成一个串联的多棱镜组合，过渡件设置在入射棱镜、中间棱镜和 出射棱镜的平行相邻直角面之间；所说的过渡件为通光筒，滤光镜，偏振镜，或滤光镜与偏 振镜的组合，过渡件至少有一个为滤光镜、偏振镜、或两者的组合。本专利技术的一种优选技术方案是所说的中间棱镜采用四个，所说的过渡件采用三个，其 中两个过渡件采用偏振镜， 一个过渡件采用滤光镜，三个过渡件分别设置在四个中间棱镜的 平行相邻直角面之间。本专利技术的又一种优选技术方案是所说外壳采用圆形、方形或多边形。本专利技术的又一种优选技术方案是所说的偏振镜由筒体、偏振片和具有调节偏振镜偏振 角度的手柄组成，偏振片嵌入在筒体内部的环形槽中。本专利技术还提供了一种多通用棱镜单元装置，其特征在于该装置包括多个所说的缩短镜 头轴长的通用棱镜装置，多个所说的缩短镜头轴长的通用棱镜装置以入射光孔和出射光孔相 对接的方式串联起来，多个所说的缩短镜头轴长的通用棱镜装置的外壳固接成为一个整体。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果本专利技术装置采用多个直角棱镜、滤光镜和偏振镜组合采用模块化设计，组装方便，成本 低。实现了集縮减系统轴向尺寸、滤光和可调程度减光的综合功能，还提供了相应的系列组 合方式；该装置可以通用在各种成像系统中，用于縮短该成像系统的轴向尺寸，或者积极有 效的利用成像系统的周围空间；该装置实现了体积弹性灵活的成像系统，有利于该成像系统 具有更好的可达性和便携性。 附图说明图1是本专利技术提供的縮短镜头轴长的通用棱镜装置的第一种实施例正面剖视图，也是图2 的A-A剖视图。图2是第一种实施例的侧面外观图。图3是第一种实施例的三维外观图。图4是第一种实施例的三维爆炸视图。图5是第一种实施例中棱镜组件的三维外观图。图6是第一种实施例中棱镜组件的光路图。图7是第 一种实施例中起偏镜的爆炸剖视图。图8是第一种实施例中滤光镜的爆炸剖视图。图9是第一种实施例中可调偏振镜的爆炸侧视图。图IO是第一种实施例中可调偏振镜的爆炸正面剖视图。图11是本专利技术提供的缩短镜头轴长的通用棱镜装置的第二种实施例的棱镜组件的立体图。图12是第二种实施例的三维外观图。图13是本专利技术提供的縮短镜头轴长的通用棱镜装置的第三种实施例的棱镜组件的立体图。图14是第三种实施例的三维外观图。图15是本专利技术提供的縮短镜头轴长的通用棱镜装置的第四种实施例的棱镜组件的立体图。图16是第四种实施例的二维外观图。图7是本专利技术提供的采用了多个縮短镜头轴长的通用棱镜装置的多棱镜单元装置的一种 实施例的棱镜组件的立体图。图18是图17所示实施例的三维外观图。图19是本专利技术提供的采用了多个縮短镜头轴长的通用棱镜装置的多棱镜单元装置的另一 种实施例的棱镜组件的立体图。图20是图19所示实施例的三维外观图。12 —中间棱镜， 211—套筒，221—套筒，224—偏振片，231—套筒，31—入射光孔，13 —出射棱镜， 212 —偏振片，222 —手柄，232 —滤光片，32—出射光孔。在图1至图20中 ll一入射棱镜， 21—起偏镜， 213 —螺纹压环，22 —检偏镜， 223 —带孔垫块，23 —滤光镜， 233—螺纹压环，24 —通光筒， 3 —外壳，具体实施例方式下面结合附图及实施例进一步详细介绍本专利技术的具体结构、工作原理。 本专利技术所提供的縮短镜头轴长的通用棱镜单元的第一种实施例，如图l、图2、图3、图 4、图5和图6所示，包括棱镜组件和外壳，所说的棱镜组件安装在外壳3中；外壳3上设有 与外部器件相连的入射光孔31和出射光孔32;所说的棱镜组件包括入射棱镜11、出射棱镜 13、至少一个过渡件和至少两个中间棱镜12;所说的入射棱镜ll、出射棱镜13和所有中间 棱镜12均为采用折射率大于V^的材料所制成的三角棱镜，具有第一直角面、第二直角面、 斜面、顶面和底面，所说的二角棱镜的底面和顶面为等腰直角三角形；所说的入射光孔31与 入射棱镜11的第一直角面相对，所说的出射光孔32与出射棱镜13的第二直角面相对；所说 的出射棱镜13的斜面与入射棱镜11的斜面平行；所说的入射棱镜11、出射棱镜13和所有 的中间棱镜12通过各自的直角面依次平行相邻而形成一个串联的多棱镜组合，过渡件设置在 入射棱镜11、中间棱镜12和出射棱镜13的平行相邻直角面之间；所说的过渡件为通光筒，滤光镜，偏振镜，或滤光镜与偏振镜的组合，过渡件至少有一个为滤光镜、偏振镜、或两者 的组合。本实施例中，所说的中间棱镜12采用四个，所说的过渡件采用三个，其中两个过渡件采 用偏振镜21、 22， 一个过渡件采用滤光镜23，三个过渡件分别设置在四个中间棱镜的平行相 邻直角面之间。本专利技术的一种优选方案，如图7、图8、图9和图10所示，是采用偏振镜的过渡件包括筒体211、偏振片和手柄，偏振片嵌入在筒体内部的环形槽中，手柄中有一个具有调节偏 振镜偏振角度的功能。在本实施例中， 一个过渡件采用偏振镜，作为起偏镜，偏振片212固 定在套筒211中，采用螺纹压环213压紧；第二个过渡件也采用偏振镜，作为检偏镜，特别 设计为可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩短镜头轴长的通用棱镜单元，其特征在于：包括棱镜组件和外壳（３），所说的棱镜组件安装在外壳（３）中；外壳（３）上设有与外部器件相连的入射光孔（３１）和出射光孔（３２）；所说的棱镜组件包括入射棱镜（１１）、出射棱镜（１３）、至少一个过渡件和至少两个中间棱镜（１２）；所说的入射棱镜（１１）、出射棱镜（１３）和所有中间棱镜（１２）均为采用折射率大于√２的材料所制成的三角棱镜，具有第一直角面、第二直角面、斜面、顶面和底面，所说的三角棱镜的底面和顶面为等腰直角三角形；所说的入射光孔（３１）与入射棱镜（１１）的第一直角面相对，所说的出射光孔（３２）与出射棱镜（１３）的第二直角面相对；所说的出射棱镜（１３）的斜面与入射棱镜（１１）的斜面平行；所说的入射棱镜（１１）、出射棱镜（１３）和所有的中间棱镜（１２）通过各自的直角面依次平行相邻而形成一个串联的多棱镜组合，过渡件设置在入射棱镜（１１）、中间棱镜（１２）和出射棱镜（１３）的平行相邻直角面之间；所说的过渡件为通光筒，滤光镜，偏振镜，或滤光镜与偏振镜的组合，过渡件至少有一个为滤光镜、偏振镜、或两者的组合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文增，黄振奇，陈念，孙振国，陈强，都东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]